生化学計算機

不可欠な生化学計算 — 分子量、質量→モル変換、A260 濃度測定、C1V1 希釈、コピー数、タンパク質吸光係数、緩衝液調製レシピ、単位変換。あわせて：シーケンス解析 | 遺伝計算機。

DNA/RNA 配列、タンパク質配列（一文字表記）、または化学式を入力すると分子量を計算します。

参考：A260 換算係数：1.0 OD あたり dsDNA=50 µg/mL、ssDNA=33 µg/mL、RNA=40 µg/mL。ヌクレオチド平均 MW：約 330 Da（dsDNA）。280 nm のタンパク質吸光：Trp=5690、Tyr=1280、Cys（シスチン）=120 M⁻¹cm⁻¹。緩衝液レシピは標準分子生物学プロトコル（Sambrook & Russell）に基づく。
モルとは — なぜこのページのすべてのパネルを駆動するのか？

分子生物学は、違う衣装で 1 つの質問を繰り返します。自分は実際に何個の分子を持っているのか？天秤はグラムを、分光光度計は吸光度を、ピペットはマイクロリットルを読みますが、反応が数えるのはモルです。化学者の 6.022×10²³ 個/モルの単位です。分子量（ダルトン、数値は g/mol と同じ）は、量れるものと数えられるものの間の為替レートです。上のパネルはすべて — MW、質量↔モル、OD260、希釈、コピー数、吸光係数 — その為替の 1 ステップです。

覚えるべき 1 つの数：1000 bp の二本鎖 DNA 1 µg には約 9.1×10¹¹ 個の分子が入ります。誤植ではありません — ピペットで取る量は分子スケールでは天文学的に大きく、だから質量・濃度・コピー数の相互変換がこれほど重要なのです。
質量、モル、モル濃度

質量↔モルパネルはグラムを g/mol で割ってモルを出し、モルをリットルで割ってモル濃度を出します。計算例：50 kDa タンパク質 1 mg は 1×10−3 g ÷ 50,000 g/mol ＝ 2×10−8 mol ＝ 20 nmol。1 mL に溶かせば 20 µM 溶液です。ゲノム DNA はマイクログラムで、オリゴとプラスミド調製は pmol で語られるのが普通で、単位変換パネルがこれらの接頭辞の間を往復します。

OD260：量らずに濃度を知る

核酸はベール・ランベルトの法則（吸光度 ＝ 吸光係数 × 濃度 × 光路長）に従って 260 nm の紫外線を吸収するので、分光光度計が天秤の代わりになります。1 cm 光路では、吸光度 1 はおよそ二本鎖 DNA 50 µg/mL、RNA 40 µg/mL、一本鎖 DNA 33 µg/mL に相当します。任意の A280 読み取り値は純度のヒューリスティックです。きれいな DNA は A260/A280 比 1.8 近く、きれいな RNA は 2.0 近く。低い比は普通、タンパク質かフェノールが付いてきたことを意味します。DNA 調製で 1.8 を大きく超える比は逆方向の指摘、RNA が付いてきたことです。

希釈：C₁V₁ = C₂V₂

希釈の式は溶質の保存にすぎません。原液から取ったモル数 ＝ 注ぐモル数。100 mg/mL の原液から 10 mg/mL、最終体積 100 mL へは：V₁ = (10 × 100) / 100 ＝ 原液 10 mL ＋ 溶媒 90 mL、10 倍希釈です。緩衝液調製パネルは同じ算術を「50×」「10×」の原液倍率で実行します — 50× 原液から 1× TAE を 1 L 作るには 1000/50 ＝ 20 mL の原液が必要です。

コピー数と吸光係数

プラスミドのすべてのコピーは同じ分子量を持つので（dsDNA は 1 bp あたり約 660 Da）、質量はアボガドロ数を通じて分子数に換わります。5000 bp プラスミド 1 µg はおよそ 1.8×10¹¹ コピー、何であれ 1 pmol は 6.02×10¹¹ コピーです。タンパク質では、Edelhoch 法が 3 種の残基だけで 280 nm の吸光度を予測します。トリプトファン各 1 が 5690 M⁻¹cm⁻¹、チロシン各 1 が 1280、シスチン（ジスルフィド）各 1 が 120。芳香族残基を持たないタンパク質は紫外線にほとんど見えません — 代わりに量ってください。

よくある誤解
  • 「OD 1 は正確な定数。」50/40/33 µg/mL の係数は長いポリマーについての経験的平均で、塩基組成、塩、特に短いオリゴヌクレオチドはそれをずらします。
  • 「1 bp あたり 660 Da は自然の法則。」便利な平均です — AT リッチと GC リッチの DNA はわずかに違い、塩条件も効きます。有効数字 2 桁より信用しないでください。
  • 「A260/A280 が 1.6 ならサンプルは駄目。」この比は pH と緩衝液に敏感なスクリーニングのヒューリスティックです。評決でなく旗印として扱ってください。
  • 「コピー数と pmol は互換。」6.02×10¹¹ 倍違います。混同は古典的な qPCR セットアップのエラーです。

関連ツール：モル質量計算機（MW パネルの化学の双子）、溶液 & 希釈、シーケンス解析、遺伝計算機。